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專題19基因工程與生物技術(shù)安全考點(diǎn)一基因工程的基本工具和基本操作程序【題型1】基因工程的基本工具【題型2】基因工程的基本操作程序【題型3】綜合PCR的基因工程問題考點(diǎn)二基因工程的應(yīng)用【題型1】基因工程的應(yīng)用考點(diǎn)三蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用【題型1】蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用考點(diǎn)四DNA有關(guān)的實驗【題型1】DNA的粗提取【題型2】DNA片段的擴(kuò)增和電泳鑒定考點(diǎn)五生物技術(shù)的安全性與倫理問題【題型1】轉(zhuǎn)基因生物的安全性【題型2】關(guān)注生殖性克隆人【題型3】禁止生物武器考點(diǎn)一基因工程的基本工具和基本操作程序01基因工程的基本工具【例1】用DNA重組技術(shù)可以賦予生物新的遺傳特性,在此過程中需要使用多種工具酶,其中3種限制酶的切割位點(diǎn)如圖所示。下列敘述錯誤的是(
)A.限制酶和DNA連接酶均作用于脫氧核苷酸之間的磷酸二酯鍵。B.EcoRI酶切割后的DNA片段可以用T4DNA連接酶連接C.EcoRV酶切割后的DNA片段可以用E.coliDNA連接酶連接D.經(jīng)EcoRI酶和MunI酶切割后產(chǎn)生的兩個DNA片段可進(jìn)行連接【答案】C【分析】E.coliDNA連接酶只能連接黏性末端;T4DNA連接酶既可連接平末端,又可連接黏性末端?!驹斀狻肯拗泼盖懈盍姿岫ユI,DNA連接酶催化DNA片段的連接,形成新的磷酸二酯鍵,因此A正確。B、EcoRI酶切割后的DNA片段為黏性末端,可用T4DNA連接酶連接,B正確;C、EcoRV切出的為平末端,應(yīng)用T4DNA連接酶連接,C錯誤;D、經(jīng)EcoRI酶和MunI酶切割后產(chǎn)生的末端相同,因此兩個DNA片段可進(jìn)行連接,D正確。故選C?!咀兪?-1】在DNA體外重組實驗中,抗藥性篩選法是一種常見的基因表達(dá)載體篩選方法,該方法實施的前提條件是載體DNA上攜帶特定的抗性基因。利用某外源DNA和pBR322質(zhì)粒構(gòu)建基因表達(dá)載體,然后導(dǎo)入大腸桿菌中,并進(jìn)行篩選和鑒定,部分過程如圖所示,其中AmpR表示氨芐青霉素抗性基因,TetR表示四環(huán)素抗性基因。已知PstI和BamHI切割DNA分子產(chǎn)生的末端不能互補(bǔ)。下列分析錯誤的是(
)
A.PstI和BamHI切割DNA分子產(chǎn)生的末端不能互補(bǔ)是因為兩者的識別序列不同B.若使用PstI切割外源DNA片段,則切割pBR322質(zhì)粒不能選擇BamHIC.若菌落1的培養(yǎng)基中添加了氨芐青霉素,表明菌落1中的大腸桿菌未能成功導(dǎo)入外源DNA。D.若菌落2的大腸桿菌成功導(dǎo)入了外源DNA,則其能在含有四環(huán)素的培養(yǎng)基中生長繁殖【答案】D【分析】基因工程的操作流程如下:目的基因的獲取;構(gòu)建基因表達(dá)載體;將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞;進(jìn)行目的基因的檢測與鑒定。【詳解】A、PstI和BamHI識別序列不同,產(chǎn)生的黏性末端不同,不能互補(bǔ),A正確;B、如果用PstI切割外源DNA片段,則質(zhì)粒也需要用到PstI切割,會破壞AmpR氨芐青霉素抗性基因,如果再選BamHI切割pBR322質(zhì)粒,會把TetR四環(huán)素抗性基因也破壞了,導(dǎo)致構(gòu)建好的基因表達(dá)載體上沒有標(biāo)記基因,B正確;C、據(jù)圖判斷菌落1是把目的基因插入氨芐青霉素抗性基因的位置,把氨芐青霉素抗性基因破壞了,所以菌落1中的大腸桿菌未成功導(dǎo)入外源DNA,才能在含有氨芐青霉素的培養(yǎng)基中生長,C正確;D、根據(jù)圖示分析,目的基因插入了四環(huán)素抗性基因的位置,導(dǎo)致其被破壞。因此,若菌落2的大腸桿菌成功導(dǎo)入外源DNA,則無法在含四環(huán)素的培養(yǎng)基中生長繁殖,故選項D錯誤。故選D。【變式1-2】在基因工程的操作中,需要三種工具,分別是“分子手術(shù)刀”、“分子縫合針”和“分子運(yùn)輸車”,關(guān)于這三種工具的敘述,正確的是()A.“分子手術(shù)刀”是指限制性內(nèi)切核酸酶,其作用是斷裂DNA和RNA的磷酸二酯鍵。B.“分子縫合針”指的是DNA聚合酶,可以催化生成斷裂的磷酸二酯鍵C.“分子運(yùn)輸車”指的是載體,常用的載體有質(zhì)粒、動植物病毒和噬菌體D.載體的化學(xué)本質(zhì)一定是核酸【答案】C【分析】基因工程的工具:(1)限制酶:能夠識別雙鏈DNA分子的某種特定核苷酸序列,并且使每一條鏈中特定部位的兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵斷裂;(2)DNA連接酶:連接的是兩個核苷酸之間的磷酸二酯鍵;(3)運(yùn)載體:常用的運(yùn)載體:質(zhì)粒、噬菌體、動植物病毒。【詳解】A、“分子手術(shù)刀”即限制性內(nèi)切核酸酶(限制酶/限制性核酸內(nèi)切酶),能識別雙鏈DNA特定的核苷酸序列并在特定位點(diǎn)切割,導(dǎo)致磷酸二酯鍵斷裂,A錯誤。B、“分子縫合針”即DNA連接酶,用于連接具有相同末端的DNA片段,B選項錯誤。C、基因工程中的“運(yùn)輸車”即運(yùn)載體有質(zhì)粒、動植物病毒、噬菌體,其中質(zhì)粒是基因工程中最常用的運(yùn)載體,C正確;D、基因工程中的載體可以是質(zhì)粒、動植物病毒和噬菌體,物質(zhì)跨膜運(yùn)輸過程中需要的載體的本質(zhì)是蛋白質(zhì),D錯誤。故選C。02基因工程的基本操作程序【例2】干擾素是一種具有干擾病毒復(fù)制作用的糖蛋白,重組人干擾素α-1b是我國批準(zhǔn)生產(chǎn)的第一個基因工程藥物,主要用于治療慢性乙型肝炎、慢性丙型肝炎等。為了獲取干擾素基因,需要的模板和其他材料分別是(
)①淋巴細(xì)胞的所有DNA②肝細(xì)胞的總RNA③引物④逆轉(zhuǎn)錄酶⑤dNTP⑥D(zhuǎn)NA連接酶⑦RNA酶抑制劑⑧解旋酶⑨耐高溫的DNA聚合酶A.①;③⑤⑨ B.②;③④⑤⑨C.①;③⑤⑧⑨ D.②;③④⑤⑥⑦【答案】A【分析】PCR技術(shù)的條件:模板DNA、四種脫氧核苷酸、一對引物、熱穩(wěn)定DNA聚合酶(Taq酶);PCR的操作過程:①高溫變性:DNA解旋過程(PCR擴(kuò)增中雙鏈DNA解開不需要解旋酶,高溫條件下氫鍵可自動解開);低溫復(fù)性:引物結(jié)合到互補(bǔ)鏈DNA上;③中溫延伸:合成子鏈。【詳解】干擾素是一種具有干擾病毒復(fù)制作用的糖蛋白,為了獲得干擾素基因,一方面可以直接獲取,即用①淋巴細(xì)胞所有DNA作為模板,③用目的基因兩端的已知序列設(shè)計的引物、⑤原料和⑨耐高溫的DNA聚合酶等;也可選擇淋巴細(xì)胞的總RNA作為模板逆轉(zhuǎn)錄出相應(yīng)的DNA,而后再加入相應(yīng)的引物和其他材料進(jìn)行目的基因的獲取,整個過程中不需要解旋酶和RNA酶抑制劑,也不需要DNA連接酶,但干擾素是在淋巴細(xì)胞中合成的,肝臟細(xì)胞中不能合成。因此A正確。故選A。【變式2-1】Z基因在荒漠植物中與抗旱性密切相關(guān)??茖W(xué)家利用Z基因和農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒(如圖,T-DNA為可轉(zhuǎn)移的DNA)構(gòu)建表達(dá)載體,培育抗旱轉(zhuǎn)基因小麥。以下說法不正確的是()。
A.T-DNA能整合到小麥細(xì)胞染色體上B.可用限制酶ClaI和SacI處理Z基因C.利用卡那霉素篩選含有重組Ti質(zhì)粒的農(nóng)桿菌。D.可在個體水平檢測小麥?zhǔn)欠瘾@得抗旱性狀【答案】B【分析】基因工程的基本步驟包括:(1)目的基因的獲取過程:方法包括從基因文庫中提取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增以及人工合成。(2)構(gòu)建基因表達(dá)載體:基因表達(dá)載體是基因工程的關(guān)鍵組成部分,其核心要素包括目的基因、啟動子、終止子及標(biāo)記基因等。(3)實現(xiàn)目的基因的轉(zhuǎn)染至受體細(xì)胞。根據(jù)受體細(xì)胞的不同,導(dǎo)入方法也會有所不同。植物細(xì)胞的基因?qū)敕椒òㄞr(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化、基因槍和花粉管通道;動物細(xì)胞最有效的導(dǎo)入方式為顯微注射;微生物細(xì)胞則采用感受態(tài)細(xì)胞法。(4)目的基因的檢測與鑒定:分子水平上的檢測:①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因—DNA分子雜交技術(shù);②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA——分子雜交技術(shù);③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)——抗原一抗體雜交技術(shù)。個體水平上的鑒定:抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等?!驹斀狻緼、農(nóng)桿菌侵染植物細(xì)胞后,能將Ti質(zhì)粒上的T-DNA(可轉(zhuǎn)移的DNA)轉(zhuǎn)移到被侵染的細(xì)胞,并且將其整合到該細(xì)胞的染色體DNA上,A正確;B、限制酶ClaI在Ti質(zhì)粒的T-DNA上沒有酶切位點(diǎn),且會破壞標(biāo)記基因卡那霉素抗性基因,限制酶SacI在Ti質(zhì)粒的T-DNA上沒有酶切位點(diǎn),且會破壞復(fù)制起點(diǎn),不能用限制酶ClaI和SacI處理Z基因,B錯誤;C、農(nóng)桿菌Ti質(zhì)粒上存在卡那霉素抗性基因,可用卡那霉素篩選含重組Ti質(zhì)粒的農(nóng)桿菌,C正確;D、荒漠植物的Z基因與其抗旱性強(qiáng)有關(guān),可在個體水平檢測小麥?zhǔn)欠瘾@得抗旱性狀,D正確。故選B?!咀兪?-2】檢測和篩選是生物技術(shù)中的重要環(huán)節(jié)。下列敘述正確的是(
)A.制備單克隆抗體過程中第一次和第二次篩選的原理相同B.使用含抗生素的培養(yǎng)基篩選出的受體細(xì)胞可能不包含重組質(zhì)粒。C.檢測目的基因能否穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是看目的基因是否成功構(gòu)建為基因表達(dá)載體D.只要檢測到目的基因成功表達(dá)出蛋白質(zhì),就證明基因工程取得成功【答案】B【分析】基因工程中標(biāo)記基因的作用:是為了鑒定受體細(xì)胞中是否含有目的基因,從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來?!驹斀狻吭趩慰寺】贵w制備過程中,細(xì)胞融合完成后,首次篩選用于選出雜交瘤細(xì)胞,第二次篩選則旨在挑選出產(chǎn)生目標(biāo)抗原抗體的陽性雜交瘤細(xì)胞。兩次篩選原理各異,A選項錯誤。B、基因工程中利用含抗生素的培養(yǎng)基篩選出的受體細(xì)胞可能不包含重組質(zhì)粒,僅含有普通質(zhì)粒,因此B正確。C、檢測目的基因能否穩(wěn)定遺傳的關(guān)鍵是看目的基因有沒有整合到受體細(xì)胞的染色體DNA上,C錯誤;D、檢測到基因?qū)?yīng)的蛋白質(zhì)并觀察到相應(yīng)性狀,方證明基因工程成功,故D錯誤。故選B。03綜合PCR的基因工程問題【例3】PCR是根據(jù)DNA半保留復(fù)制的原理,在體外提供參與DNA復(fù)制的各種組分和反應(yīng)條件,對目的基因的核苷酸序列進(jìn)行大量復(fù)制的技術(shù)(如圖1)。圖1中引物為單鏈DNA片段,它是子鏈合成延伸的基礎(chǔ)。設(shè)計引物是PCR技術(shù)關(guān)鍵步驟之一,圖2是某同學(xué)設(shè)計的一組引物(只標(biāo)注了部分堿基序列)。下列有關(guān)PCR技術(shù)的敘述錯誤的是(
)A.圖2設(shè)計的引物不合理,因引物Ⅰ和引物Ⅱ局部發(fā)生堿基互補(bǔ)配對導(dǎo)致失效。B.引物的作用是使DNA聚合酶能夠從引物的5端開始連接脫氧核苷酸C.耐高溫的DNA聚合酶的作用是催化以DNA為模板的DNA子鏈的延伸D.第三輪循環(huán)產(chǎn)物中首次出現(xiàn)兩條等長的脫氧核苷酸鏈DNA片段?!敬鸢浮緽【分析】PCR技術(shù)反應(yīng)的條件:穩(wěn)定的緩沖溶液環(huán)境、DNA模板、合成引物、四種脫氧核苷酸、DNA聚合酶、溫控設(shè)備;PCR反應(yīng)的原理:DNA的半保留復(fù)制;PCR反應(yīng)的溫度條件:變性90℃以上,退火50℃左右,延伸72℃左右;PCR以指數(shù)的方式擴(kuò)增。1、人工控制DNA分子復(fù)制過程:(1)解開螺旋:在80~100℃條件下,DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)解離為兩條單鏈,這一過程稱為變性;(2)恢復(fù)螺旋:在約50~60℃條件下,兩條DNA單鏈重新形成雙螺旋結(jié)構(gòu),這一過程稱為復(fù)性;(3)復(fù)制條件:緩沖液、DNA模板、四種脫氧核苷酸、熱穩(wěn)定DNA聚合酶、兩種引物;(4)儀器控制:PCR儀(具備溫度自動調(diào)節(jié)功能的設(shè)備)。2、PCR的含義是多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng);3、PCR技術(shù)反應(yīng)的條件:①穩(wěn)定的緩沖溶液環(huán)境;②DNA模板;③合成引物;④四種脫氧核苷酸;⑤DNA聚合酶;⑥溫控設(shè)備;4、PCR技術(shù)最突出的優(yōu)點(diǎn)是快速、高效、靈活、易于操作。5、TaqDNA聚合酶的特點(diǎn)是:耐高溫。【詳解】A、引物之間的互補(bǔ)配對造成PCR反應(yīng)時,退火時引物之間互相結(jié)合,失去和模板結(jié)合的能力,從而使聚合酶無法起始聚合反應(yīng),所以失效了,A正確;B、DNA聚合酶不能從頭開始催化合成DNA,而只能從引物的3'端延伸子鏈,即DNA的合成方向總是從子鏈的5'端向3′端延伸,因此引物的作用是使DNA聚合酶能夠從引物的3'端開始連接脫氧核苷酸,B錯誤;C、耐高溫的DNA聚合酶的作用是催化以DNA為模板的DNA子鏈的延伸,C正確;D、PCR技術(shù)利用類似細(xì)胞內(nèi)DNA復(fù)制的原理擴(kuò)增目的基因。理論上,循環(huán)產(chǎn)物中出現(xiàn)兩條等長的脫氧核苷酸鏈的DNA雙鏈片段通常在第三輪循環(huán)后,因此D正確。故選B。【3-1】PCR產(chǎn)物一般通過瓊脂糖凝膠電泳來鑒定,下列相關(guān)敘述錯誤的是(
)A.PCR實驗中,每吸取一種試劑后,移液器上的槍頭都必須更換B.使用PCR技術(shù)檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA時,可以直接利用mRNA進(jìn)行擴(kuò)增。C.PCR技術(shù)基于DNA熱變性原理,通過調(diào)控溫度實現(xiàn)DNA雙鏈的解聚與引物的結(jié)合。D.在凝膠中,DNA的遷移速率與凝膠濃度、DNA分子大小和構(gòu)象等有關(guān)【答案】B【分析】PCR原理:在高溫作用下,打開DNA雙鏈,每條DNA單鏈作為母鏈,以4種游離脫氧核苷酸為原料,合成子鏈,在引物作用下,DNA聚合酶從引物3'端開始延伸DNA鏈,即DNA的合成方向是從子鏈的5'端自3'端延伸的。實際上就是在體外模擬細(xì)胞內(nèi)DNA的復(fù)制過程。DNA的復(fù)制需要引物,其主要原因是DNA聚合酶只能從3′端延伸DNA鏈。【詳解】在PCR實驗中,為避免試劑交叉污染,每次吸取一種試劑后,移液器上的槍頭需更換,確保操作規(guī)范。B、PCR技術(shù)用于檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA,但不能直接對mRNA進(jìn)行擴(kuò)增。需先通過逆轉(zhuǎn)錄將mRNA轉(zhuǎn)化為DNA,再利用PCR技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增,因此B選項錯誤。C、在PCR技術(shù)的過程中包括:高溫變性(解鏈)→低溫復(fù)性→中溫延伸三個步驟,因此DNA兩條鏈的解旋過程不需要解旋酶的催化,而是利用了DNA在高溫下變性的原理,通過控制溫度來控制雙鏈的解聚與結(jié)合,C正確;D、DNA分子在凝膠中的遷移速率與凝膠的濃度、DNA分子的大小和構(gòu)象有關(guān),一般DNA分子越大,遷移速度越慢,大分子物質(zhì)在通過瓊脂糖時受到較大阻力,因此雙鏈DNA分子片段長度越大,在瓊脂糖中的移動速率越小,D正確。故選B。【3-2】為了探究某種化合物對細(xì)胞生命歷程的影響,科學(xué)家將該化合物注入細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)后,提取細(xì)胞內(nèi)的DNA進(jìn)行電泳,結(jié)果如圖。其中,1-5組分別為注入該化合物后0、1、2、3、4h后的電泳條帶;6為空白對照條帶;7為標(biāo)準(zhǔn)DNA條帶。下列相關(guān)敘述正確的是(
)
A.DNA片段的遷移速率與所帶電荷有關(guān),與其大小無關(guān)B.該化合物在細(xì)胞中可以促進(jìn)DNA的自我復(fù)制C.注入4h后,該化合物的作用效果最強(qiáng)D.該化合物在細(xì)胞中可能誘發(fā)細(xì)胞死亡【答案】D【分析】細(xì)胞凋亡是基因調(diào)控下的程序性死亡過程。細(xì)胞凋亡是生物體生命過程中的正?,F(xiàn)象,對生物體有益,并且貫穿于整個生命周期。細(xì)胞凋亡是生物體正常發(fā)育的關(guān)鍵,有助于維持組織細(xì)胞數(shù)量的相對穩(wěn)定,體現(xiàn)為機(jī)體的一種自我保護(hù)機(jī)制。成熟的生物體內(nèi),細(xì)胞的自然更新與病原體感染細(xì)胞的清除,均通過細(xì)胞凋亡實現(xiàn)。【詳解】DNA片段的遷移速率受凝膠濃度、分子大小及構(gòu)象等因素影響,因此A選項錯誤。B、根據(jù)圖示,注入該化合物后,隨時間推移,DNA片段逐漸減小,表明DNA正被該化合物切割成小片段,而非促進(jìn)DNA復(fù)制,因此B選項錯誤。C、因未測定更多處理時間后的化合物作用效果,故無法證實4小時后作用效果最強(qiáng),因此C錯誤。D、該化合物破壞細(xì)胞遺傳物質(zhì),可能導(dǎo)致細(xì)胞死亡,因此選項D正確。故選D??键c(diǎn)二基因工程的應(yīng)用01基因工程的應(yīng)用【例1】基因工程在農(nóng)牧業(yè)、醫(yī)藥衛(wèi)生和食品工業(yè)等方面,展示出廣闊的前景。下列有關(guān)基因工程的成果及應(yīng)用的敘述不正確的是()A.基因工程能生產(chǎn)食品工業(yè)用酶、氨基酸和維生素等B.用轉(zhuǎn)基因動物作為器官移植的供體時,導(dǎo)入某種調(diào)節(jié)因子以抑制抗原決定基因的表達(dá)C.基因工程在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用主要是培育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)良和具有抗逆性的農(nóng)作物D.基因治療通過將正?;?qū)牖颊唧w內(nèi),使其表達(dá)并發(fā)揮作用,從而實現(xiàn)治療效果?!敬鸢浮緿【分析】基因工程是指按人們的意愿,進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)計,并通過體外重組DNA分子和轉(zhuǎn)基因技術(shù),獲得人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。其基因改變的方向是認(rèn)為決定的?!驹斀狻緼、利用基因工程菌除了可以生產(chǎn)藥物,還能生產(chǎn)食品工業(yè)用酶、氨基酸和維生素等,A正確;B、轉(zhuǎn)基因動物作為器官移植供體時,導(dǎo)入的調(diào)節(jié)因子同樣作為目的基因,其作用是抑制抗原合成,因此正確。C、基因工程在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用主要在于培育高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)良及抗逆性的農(nóng)作物,以提升經(jīng)濟(jì)效益,因此C正確。D、基因治療是指用正?;蛉〈蛐扪a(bǔ)患者細(xì)胞中有缺陷的基因,從而達(dá)到治療疾病的目的,D錯誤。故選D?!咀兪?-1】下列關(guān)于基因工程的陳述正確的是(
)A.將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞采用最多的方法是花粉管通道法B.將某藥用蛋白基因?qū)雱游锶橄偌?xì)胞中可獲得乳腺生物反應(yīng)器C.目的基因擴(kuò)增產(chǎn)物通常通過瓊脂糖凝膠電泳進(jìn)行鑒定。D.利用RNA分子標(biāo)記檢測目的基因的表達(dá)情況?!敬鸢浮緾【分析】基因工程技術(shù)的基本步驟:(1)目的基因的獲取:方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成;(2)構(gòu)建基因表達(dá)載體:基因表達(dá)載體是基因工程的關(guān)鍵組成部分,其核心要素包括復(fù)制原點(diǎn)、目的基因、啟動子、終止子及標(biāo)記基因等。(3)將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞:根據(jù)受體細(xì)胞不同,導(dǎo)入的方法也不一樣。將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法和花粉管通道法;將目的基因?qū)雱游锛?xì)胞最有效的方法是顯微注射法;將目的基因?qū)胛⑸锛?xì)胞的方法是鈣離子處理法;(4)目的基因的檢測與鑒定:分子水平上的檢測:檢測目的基因是否導(dǎo)入或轉(zhuǎn)錄:PCR技術(shù);檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì):抗原-抗體雜交技術(shù);個體水平上的鑒定:抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等?!驹斀狻緼、將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞采用最多的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,A錯誤;B、將某藥用蛋白基因?qū)雱游锸芫阎锌色@得乳腺生物反應(yīng)器,B錯誤;C、PCR的產(chǎn)物一般通過瓊脂糖凝膠電泳來鑒定。在凝膠中DNA分子的遷移速率與凝膠的濃度、DNA分子的大小和構(gòu)象等有關(guān)。凝膠中的DNA分子通過染色,可以在波長為300nm的紫外燈下被檢測出來,C正確;D、目的基因是否成功表達(dá)可用抗原-抗體雜交法,D錯誤。故選C?!咀兪?-2】下列關(guān)于基因工程在食品工業(yè)方面的應(yīng)用的敘述,錯誤的是(
)A.用于形成阿斯巴甜的主要氨基酸可以通過基因工程大規(guī)模生產(chǎn)B.通過基因工程生產(chǎn)凝乳酶時,需將編碼凝乳酶的基因整合至受體菌的基因組中。C.相比從天然產(chǎn)物中提取的酶,用基因工程技術(shù)獲得的工業(yè)用酶的純度較低D.生產(chǎn)淀粉酶和脂酶時,可通過構(gòu)建工程菌,用發(fā)酵技術(shù)大量生產(chǎn)【答案】C【分析】基因工程的具體過程:①目的基因的提?。虎谀康幕蚺c運(yùn)載體結(jié)合;③目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞;④受體細(xì)胞內(nèi)基因的表達(dá)。【詳解】A、阿斯巴甜主要由天冬氨酸和苯丙氨酸形成,這兩種氨基酸可以通過基因工程大規(guī)模生產(chǎn),A正確;B、基因工程獲得凝乳酶時,需將編碼凝乳酶的基因?qū)胧荏w菌,如大腸桿菌、黑曲霉等的基因組中,B正確;C、天然產(chǎn)物中酶的種類多,相比從天然產(chǎn)物中提取的酶,用基因工程技術(shù)獲得的工業(yè)用酶的純度較高,C錯誤;D、通過構(gòu)建工程菌并利用發(fā)酵技術(shù)大量生產(chǎn)淀粉酶和脂酶,選項D正確。故選C??键c(diǎn)三蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用01蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用【例1】蘇云金芽孢桿菌中的殺蟲晶體蛋白Cry具有殺蟲毒性,但Cry蛋白存在殺蟲譜窄、毒力有限等問題,制約了其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的進(jìn)一步應(yīng)用??茖W(xué)家通過定點(diǎn)突變,將Cry蛋白第168位的組氨酸替換為精氨酸后,Cry蛋白對煙草天蛾的毒性提高了3倍;將Cry蛋白第282位、第283位的丙氨酸和亮氨酸分別替換成甘氨酸和絲氨酸后,Cry蛋白對舞毒蛾的毒性提高了7倍。下列相關(guān)敘述不正確的是(
)A.對Cry蛋白的改造是通過改造編碼Cry蛋白的基因來實現(xiàn)的B.與基因工程相比,蛋白質(zhì)工程的實現(xiàn)也需要構(gòu)建基因表達(dá)載體C.蛋白質(zhì)工程難度較大,主要是蛋白質(zhì)發(fā)揮功能所依賴的高級結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜D.替換第168、282、283位氨基酸后,Cry蛋白對舞毒蛾的毒性將提升至原水平的21倍?!敬鸢浮緿蛋白質(zhì)工程基于蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系,通過基因改造或合成,旨在改造現(xiàn)有蛋白質(zhì)或創(chuàng)造新蛋白質(zhì),以滿足人類生產(chǎn)和生活需求?!驹斀狻康鞍踪|(zhì)改造需從根本上改造基因,因此Cry蛋白的改造通過修改編碼其的基因?qū)崿F(xiàn),A正確。B、需要將改造的基因?qū)胧荏w細(xì)胞并表達(dá)相關(guān)產(chǎn)物,就需要構(gòu)建基因表達(dá)載體因此與基因工程相比,蛋白質(zhì)工程的實現(xiàn)也需要構(gòu)建基因表達(dá)載體,B正確;C、蛋白質(zhì)的功能多樣性,主要取決于蛋白質(zhì)中氨基酸種類、數(shù)量、排列順序以及蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu),因此蛋白質(zhì)工程難度較大,主要是蛋白質(zhì)發(fā)揮功能所依賴的高級結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜,C正確;D、替換第168、282、283位氨基酸可能導(dǎo)致Cry蛋白功能喪失,因此選項D錯誤。故選D?!咀兪?-1】科學(xué)家利用蛋白質(zhì)工程研制出了賴脯胰島素,與天然胰島素相比,賴脯胰島素經(jīng)皮下注射后易吸收、起效快。圖示為利用大腸桿菌制備工程菌并獲取賴脯胰島素的操作過程,以下相關(guān)敘述錯誤的是(
)
A.該技術(shù)屬于第二代基因工程,需對基因進(jìn)行改造或合成B.該技術(shù)能改造現(xiàn)有的蛋白質(zhì),也能制造一種新的蛋白質(zhì)C.圖中①發(fā)生在細(xì)胞核,②發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)D.基因表達(dá)過程中,物質(zhì)a變化時,物質(zhì)b可能不變【答案】C【分析】蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ),通過改造或合成基因,來改造現(xiàn)有蛋白質(zhì),或制造一種新的蛋白質(zhì)。【詳解】A、該技術(shù)是蛋白質(zhì)工程,是在基因工程的基礎(chǔ)上,延伸出來的第二代基因工程,操作對象也是DNA,需對基因進(jìn)行改造或合成,A正確;B、蛋白質(zhì)工程是以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ),通過基因修飾或基因合成,對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,或制造一種新的蛋白質(zhì),以滿足人類的生產(chǎn)和生活的需,B正確;C、大腸桿菌是原核生物,沒有細(xì)胞核,圖中①不會發(fā)生在細(xì)胞核,C錯誤;D、mRNA序列改變,由于密碼子的簡并性,最終編碼的氨基酸序列可能不變,D正確。故選C?!咀兪?-2】組織纖維蛋白溶酶原激活因子(tPA)能切割纖溶酶原形成纖溶酶,從而使血栓溶解。tPA在血漿中易于清除??茖W(xué)家通過基因定點(diǎn)誘變技術(shù),改變tPA分子中特定的糖基化氨基酸,從而減少其糖基化程度,進(jìn)而延緩tPA在血漿中的清除速率,延長其半衰期。以下敘述有誤的是()。A.科學(xué)家利用基因定點(diǎn)誘變技術(shù),最終改變tPA的結(jié)構(gòu)屬于蛋白質(zhì)工程B.蛋白質(zhì)工程是操作對象是蛋白質(zhì),目的是改造或創(chuàng)造一種新的蛋白質(zhì)C.蛋白質(zhì)工程能夠合成自然界不存在的蛋白質(zhì)。D.蛋白質(zhì)工程的實質(zhì)是定向改造或生產(chǎn)人類所需的蛋白質(zhì)【答案】B【分析】1、蛋白質(zhì)工程:基于蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)規(guī)律及其生物功能的關(guān)系,通過基因修飾或合成技術(shù),對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造或創(chuàng)造新型蛋白質(zhì),以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求?;蚬こ淘瓌t上僅限于合成自然界已有的蛋白質(zhì)。2、蛋白質(zhì)工程的基本途徑包括:基于預(yù)期蛋白質(zhì)功能,設(shè)計目標(biāo)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),推斷氨基酸序列,并確定相應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)。這是蛋白質(zhì)工程的獨(dú)特途徑。接下來,按照基因工程的一般步驟進(jìn)行操作?!驹斀狻緼B、蛋白質(zhì)工程是操作對象是基因,蛋白質(zhì)工程通過基因修飾或基因合成,對現(xiàn)有蛋白質(zhì)進(jìn)行改造,或制造一種新的蛋白質(zhì),所以用基因定點(diǎn)誘變技術(shù),最終改變tPA的結(jié)構(gòu)屬于蛋白質(zhì)工程,A正確,B錯誤;CD、蛋白質(zhì)工程的實質(zhì)是定向改造或生產(chǎn)人類所需的蛋白質(zhì),可以生產(chǎn)自然界沒有的蛋白質(zhì),CD正確。故選B。考點(diǎn)四DNA有關(guān)的實驗01DNA的粗提取圖中展示了“DNA的粗提取與鑒定”實驗中的兩個操作步驟,相關(guān)敘述正確的是(
)A.圖1中溶液a是NaCl溶液,玻璃棒應(yīng)沿不同方向進(jìn)行攪拌B.圖1中絲狀物為粗提取的DNA,其與蛋白質(zhì)均可溶于酒精C.若圖2試管中溶液的液面高于燒杯中的液面,可能導(dǎo)致加熱不充分D.圖2試管2起對照作用,溶液b是溶有DNA的2mol/L的NaCl溶液【答案】C【分析】DNA的溶解性:(1)DNA和蛋白質(zhì)等其它成分在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同。(2)DNA不溶于酒精溶液,但是細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)則溶于酒精?;谶@一原理,DNA與蛋白質(zhì)可被進(jìn)一步分離?!驹斀狻緼、圖1中溶液a是NaCl溶液,玻璃棒應(yīng)沿一個方向攪拌,A錯誤;B、圖1所示操作的原理是DNA不溶于酒精,而蛋白質(zhì)等雜質(zhì)能溶于酒精,B錯誤;C、圖2中試管中溶液的液面應(yīng)低于燒杯中的液面,否則會導(dǎo)致加熱不充分,C正確;D、圖2試管1起對照作用,目的是證明沸水浴下物質(zhì)的量濃度為2mol/L的NaCl溶液遇二苯胺不會出現(xiàn)藍(lán)色,而DNA遇二苯胺出現(xiàn)藍(lán)色,D錯誤。故選C。以下關(guān)于DNA相關(guān)實驗的敘述中,錯誤的是(
)A.利用DNA在酒精中溶解度較大的特性提取DNAB.粗提取的DNA可能混有蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等雜質(zhì)。C.用二苯胺試劑鑒定DNA時,沸水浴加熱后呈藍(lán)色D.PCR產(chǎn)物一般可用瓊脂糖凝膠電泳來鑒定【答案】A【分析】DNA粗提取和鑒定的原理:(1)DNA的溶解性:DNA和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度NaC溶液中溶解度不同;DNA不溶于酒精溶液,但細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)溶于酒精;DNA對酶、高溫和洗滌劑的耐受性。(2)DNA的鑒定:在沸水浴的條件下,DNA遇二苯胺會被染成藍(lán)色。【詳解】A、DNA不溶于酒精溶液,但是細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)則溶于酒精,利用這一原理,可以將DNA與蛋白質(zhì)進(jìn)一步的分離,A錯誤;B、粗提取的DNA純度較低,可能混有未完全分離的蛋白質(zhì)等雜質(zhì),B正確。C、在沸水浴的條件下,DNA遇二苯胺會被染成藍(lán)色,C正確;D、不同DNA片段在電泳中移動速率各異,通過與標(biāo)準(zhǔn)DNA樣品的電泳結(jié)果對比,可鑒定PCR產(chǎn)物,常用瓊脂糖凝膠電泳方法,D正確。故選A?!咀兪?-2】下列關(guān)于“DNA的粗提取與鑒定”實驗的敘述,正確的是()A.可采用菜花、洋蔥、豬血及豬肝等材料進(jìn)行DNA粗提取實驗。B.提取植物細(xì)胞的DNA時,需要加入一定量的研磨液,快速研磨C.若選擇動物細(xì)胞作為實驗材料,實驗中多次加入蒸餾水的目的均是為了析出DNAD.利用DNA在酒精中溶解度高的特性進(jìn)行提取。【答案】B【分析】DNA粗提取與鑒定的原理:1、DNA的溶解性:DNA和蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度NaCl溶液中溶解度不同(DNA在0.14mol/L的氯化鈉中溶解度最低);DNA不溶于酒精溶液,但細(xì)胞中的某些蛋白質(zhì)溶于酒精。2、DNA對酶、高溫及洗滌劑的耐受性各異。3、DNA的鑒定:在沸水浴環(huán)境中,DNA與二苯胺反應(yīng)呈現(xiàn)藍(lán)色?!驹斀狻緼、豬血中的成熟紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核和細(xì)胞器,不含DNA,不能用于粗提取DNA,A錯誤;B、提取植物細(xì)胞的DNA時,加入一定量的研磨液快速研磨,可以破碎細(xì)胞,釋放出DNA,B正確;C、若選擇動物細(xì)胞作為實驗材料,第一次加蒸餾水是為了使細(xì)胞吸水漲破,釋放出核物質(zhì),后面多次加入蒸餾水不是為了析出DNA,C錯誤;D、DNA在酒精中的溶解度較小,利用這一特點(diǎn)可使DNA析出,而不是提取,D錯誤。故選B。02DNA片段的擴(kuò)增和電泳鑒定【例2】研究人員用限制性內(nèi)切核酸酶EcoRⅠ、NotI單獨(dú)或聯(lián)合剪切了某生物遺傳物質(zhì)的擴(kuò)增產(chǎn)物。所得片段電泳結(jié)果如圖所示(1kb=1000個堿基對)。已知同種酶切所得片段大小均不相同,下列敘述正確的是(
)A.該生物的遺傳物質(zhì)一定是DNA,含有104個堿基對B.該遺傳物質(zhì)內(nèi)有1個EcoRI和1個NotI的酶切位點(diǎn)C.若只用NotI對該核酸進(jìn)行酶切,電泳結(jié)果為2個條帶D.使用兩種酶進(jìn)行酶切時,酶切若不徹底會導(dǎo)致雙酶切條帶數(shù)減少【答案】A【分析】據(jù)圖分析可知,使用EcoRⅠ酶切后形成兩個DNA片段,分別為6kb、4kb,可知該生物的遺傳物質(zhì)為10kb?!驹斀狻肯拗菩詢?nèi)切核酸酶能夠識別并結(jié)合特定的核苷酸序列,切割每條鏈上特定部位兩個脫氧核糖核苷酸之間的磷酸二酯鍵,這類酶簡稱限制酶。由此得出結(jié)論,該生物的遺傳物質(zhì)是DNA。EcoRⅠ酶切后生成兩個DNA片段,長度分別為6kb和4kb,表明該生物的遺傳物質(zhì)總長為10kb,即含有104個堿基對,因此選項A正確。BC、若該DNA分子為線性DNA,則該遺傳物質(zhì)內(nèi)有1個EcoRI和1個NotI的酶切位點(diǎn),酶切位點(diǎn)分布為;若該DNA分子為線性DNA,則該遺傳物質(zhì)內(nèi)有2個EcoRI和1個NotI的酶切位點(diǎn),酶切位點(diǎn)分布為,B錯誤;C、根據(jù)B選項分析,該DNA含有1個NotI酶切位點(diǎn)。若為線性DNA,僅用NotI酶切后電泳結(jié)果出現(xiàn)2個條帶;若為環(huán)狀DNA,則僅用NotI酶切后電泳結(jié)果僅顯示1個條帶,因此C錯誤。D、DNA酶切反應(yīng)不徹底,電泳圖譜會產(chǎn)生額外的條帶。比如本來一個大片段徹底切開后可以產(chǎn)生3個小片段.如果不徹底切開,那電泳的時候就會又有大片段,又有兩兩組合的中等判斷,也會有3個小片段,D錯誤。故選A。對于采用瓊脂糖凝膠電泳鑒定PCR產(chǎn)物的實驗,下列敘述正確的是(
)。A.凝膠載樣緩沖液中的指示劑用于標(biāo)記DNA分子的具體位置。B.在同一電場作用下,DNA片段越長,向負(fù)極遷移速率越快C.瓊脂糖凝膠濃度的選擇需考慮待分離DNA片段的大小D.在紫光燈下,瓊脂糖凝膠中的DNA分子可被檢測到?!敬鸢浮緾【分析】瓊脂糖凝膠電泳鑒定PCR產(chǎn)物的原理主要基于DNA分子在電場作用下的遷移行為以及瓊脂糖凝膠的特性?!驹斀狻緼、凝膠載樣緩沖液指示劑通常是一種顏色較深的染料,可以作為電泳進(jìn)度的指示分子,當(dāng)溴酚藍(lán)到凝膠2/3處時(可看藍(lán)色條帶),則停止電泳,A錯誤;B、在瓊脂糖凝膠電泳中,當(dāng)電場作用時,DNA片段實際上是向正極遷移的,而不是向負(fù)極遷移。同時,DNA片段的遷移速率與其大小成反比,即DNA片段越長,遷移速率越慢,B錯誤;C、瓊脂糖凝膠的濃度會影響DNA分子在凝膠中的遷移率和分辨率,瓊脂糖凝膠的濃度通常是根據(jù)所需分離的DNA片段大小來選擇的。對于較大的DNA片段,比如基因組DNA或質(zhì)粒DNA,通常選擇較低濃度的瓊脂糖凝膠,因為它們需要更大的孔徑來有效遷移。而對于較小的DNA片段,比如PCR產(chǎn)物或酶切片段,則需要選擇較高濃度的瓊脂糖凝膠,以提供更好的分辨率和分離效果,C正確;D、瓊脂糖凝膠中的DNA分子需染色后,才可在波長為300nm的紫外燈下被檢測出來,D錯誤。故選C。以下關(guān)于DNA片段擴(kuò)增與電泳鑒定的說法中,錯誤的是(
)A.PCR過程中,TaqDNA聚合酶只能將核苷酸添加到引物的3′端B.電泳鑒定可以通過DNA片段在凝膠中的遷移距離來判斷其大小C.在凝膠中DNA分子的遷移速率與凝膠濃度、DNA分子的大小和構(gòu)象等有關(guān)D.凝膠中的DNA分子通過染色,可以在紅外燈下被檢測出來【答案】D【分析】DNA分子含有可解離基團(tuán),在特定pH條件下,這些基團(tuán)可帶上正電荷或負(fù)電荷。在電場作用下,帶電分子會向與其所帶電荷相反的電極遷移,這一過程稱為電泳。PCR產(chǎn)物通常通過瓊脂糖凝膠電泳進(jìn)行鑒定。在凝膠中DNA分子的遷移速率與凝膠的濃度、DNA分子的大小和構(gòu)象等有關(guān),凝膠中的DNA分子通過染色,可以在波長為300nm的紫外燈下被檢測出來。【詳解】A、PCR過程中,TaqDNA聚合酶只能將核苷酸添加到引物的3′端,即子鏈延伸的方向為5‘→3’,A正確;B、電泳鑒定可以通過DNA片段在凝膠中的遷移距離來判斷其大小,因為DNA的遷移距離和其相對分子量有關(guān),B正確;C、DNA分子在凝膠中的遷移速率受凝膠濃度、分子大小、電荷數(shù)及構(gòu)象等因素影響,據(jù)此可進(jìn)行DNA鑒定,C正確。D、凝膠中的DNA分子通過染色,可以在波長為300nm的紫外燈下被檢測出來,D錯誤。故選D。第五章生物技術(shù)的安全性與倫理考量01轉(zhuǎn)基因生物的安全性【例1】生物技術(shù)的安全性和倫理問題是社會關(guān)注的熱點(diǎn)。下列相關(guān)敘述正確的是()A.某些轉(zhuǎn)基因食品中的DNA會與人體細(xì)胞的DNA發(fā)生基因重組B.共同轉(zhuǎn)入α-淀粉酶基因與目的基因至植物,可抑制轉(zhuǎn)基因花粉的傳播。C.生殖性克隆是利用克隆技術(shù)產(chǎn)生特定的細(xì)胞來修復(fù)或替代受損的細(xì)胞D.試管嬰兒必需的技術(shù)有體外受精、植入前的遺傳學(xué)診斷和胚胎移植等【答案】B【分析】1、轉(zhuǎn)基因生物的安全性問題:食物安全(滯后效應(yīng)、過敏源、營養(yǎng)成分改變)、生物安全(對生物多樣性的影響)、環(huán)境安全(對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響)。對待轉(zhuǎn)基因技術(shù)的利弊,正確的做法應(yīng)該是趨利避害,不能因噎廢食。2、中國政府:禁止生殖性克隆人,堅持四不原則(不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人實驗),不反對治療性克隆人?!驹斀狻緼、轉(zhuǎn)基因食品中的DNA通常不會與人體細(xì)胞的DNA發(fā)生重組,因此A選項錯誤。B、通過將α-淀粉酶基因與目的基因?qū)胫参铮捎讦?淀粉酶基因能抑制淀粉儲存并使花粉失活,從而有效防止轉(zhuǎn)基因花粉傳播,故B正確。C、生殖性克隆利用克隆技術(shù)培育出能夠獨(dú)立生存的新個體,因此C選項錯誤。D、試管嬰兒對植入前胚胎一般不需要進(jìn)行遺傳學(xué)診斷,而設(shè)計試管嬰兒往往為了避免后代患某種遺傳病,需要進(jìn)行遺傳學(xué)診斷,故試管嬰兒必需的技術(shù)有體外受精和胚胎移植等,D錯誤。故選B。以下關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物與安全性的表述,正確的是(
)A.轉(zhuǎn)基因培育的植物,理論上目的基因只存在于特定的組織中B.我國已強(qiáng)制實施轉(zhuǎn)基因食品和農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)品標(biāo)識制度。C.轉(zhuǎn)基因技術(shù)在藥物生產(chǎn)中的應(yīng)用主要涉及微生物領(lǐng)域。D.如轉(zhuǎn)基因植物的外源基因來源于自然界,則不會存在安全性問題【答案】B【分析】轉(zhuǎn)基因生物的安全性問題:食物安全(滯后效應(yīng)、過敏源、營養(yǎng)成分改變)、生物安全(對生物多樣性的影響)、環(huán)境安全(對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響)。轉(zhuǎn)基因食品、產(chǎn)品上都要標(biāo)注原料來自轉(zhuǎn)基因生物,如“轉(zhuǎn)基因××”“轉(zhuǎn)基因××加工品(制成品)”“加工原料為轉(zhuǎn)基因××”“本產(chǎn)品為轉(zhuǎn)基因××加工制成”.對于轉(zhuǎn)基因食物潛在隱患要進(jìn)行開展風(fēng)險評估、預(yù)警跟蹤等措施多環(huán)節(jié)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)陌踩栽u價,保障了現(xiàn)代生物技術(shù)的安全性?!驹斀狻緼、轉(zhuǎn)基因培育的植物,理論上目的基因存在于所有細(xì)胞中,A錯誤;B、為了加強(qiáng)對轉(zhuǎn)基因食品和轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的標(biāo)識管理,保護(hù)消費(fèi)者的知情權(quán),我國實行了標(biāo)識制度,B正確;C、轉(zhuǎn)基因技術(shù)在藥物生產(chǎn)中不僅限于微生物領(lǐng)域,還包括動植物的應(yīng)用,因此C選項錯誤。D、盡管外源基因源自自然界,轉(zhuǎn)基因植物仍可能存在安全性問題。盡管外源基因源自自然界,但導(dǎo)入植物體后可能破壞其原有基因結(jié)構(gòu),引發(fā)不可預(yù)測的生態(tài)和遺傳效應(yīng)。外源基因可通過花粉傳播等途徑擴(kuò)散至其他植物,引發(fā)基因污染和生態(tài)失衡,因此選項D不正確。故選B?!咀兪?-2】下列關(guān)于轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品與環(huán)境安全的敘述,正確的是(
)A.轉(zhuǎn)基因生物可能成為新的過敏原,引發(fā)新的過敏反應(yīng)。B.種植抗蟲棉等農(nóng)作物可減少農(nóng)藥的使用,對環(huán)境沒有任何影響C.轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品可提高農(nóng)作物的產(chǎn)量,應(yīng)在貧窮區(qū)域大力栽種D.轉(zhuǎn)基因食品存在潛在安全性風(fēng)險,不推薦推廣轉(zhuǎn)基因技術(shù)。【答案】A【分析】轉(zhuǎn)基因生物的安全性問題包括:食物安全(滯后效應(yīng)、過敏源、營養(yǎng)成分改變)、生物安全(對生物多樣性的影響)、環(huán)境安全(對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響),抗蟲棉的種植,減少了農(nóng)藥的使用,有利于保護(hù)農(nóng)田的土壤環(huán)境?!驹斀狻哭D(zhuǎn)基因生物因定向改造可能成為新的過敏原,引發(fā)新過敏反應(yīng),這是其被質(zhì)疑的原因之一,A正確。B、種植抗蟲棉等農(nóng)作物可減少農(nóng)藥的使用,但可能出現(xiàn)基因污染,對環(huán)境造成一定的影響,B錯誤;C、轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品可提高農(nóng)作物的產(chǎn)量,但其有一定的安全性問題,應(yīng)在實驗區(qū)栽種并進(jìn)行管理,C錯誤;D、轉(zhuǎn)基因食品可能會帶來安全性問題,轉(zhuǎn)基因作為一項技術(shù)本身是中性的,應(yīng)理性看待,D錯誤。故選A。02關(guān)注生殖性克隆人【例2】生物技術(shù)的進(jìn)步在給人類帶來福祉的同時,也會引起人們對它安全性的關(guān)注,帶來新的倫理困惑與挑戰(zhàn)。下列相關(guān)敘述正確的是(
)A.“試管嬰兒”對胎兒基因進(jìn)行了特定的改造B.iPS細(xì)胞與ES細(xì)胞均來自早期胚胎,且都具有全能性C.生殖性克隆和治療性克隆雖有本質(zhì)區(qū)別,但均會涉及倫理問題D.生物武器和核武器因攻擊范圍廣、危害性極大,需嚴(yán)格控制其生產(chǎn)、儲存【答案】A【分析】1、轉(zhuǎn)基因生物的安全性問題:食物安全(滯后效應(yīng)、過敏源、營養(yǎng)成分改變)、生物安全(對生物多樣性的影響)、環(huán)境安全(對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響),對待轉(zhuǎn)基因技術(shù)的利弊,正確的做法應(yīng)該是趨利避害,不能因噎廢食。2、中國政府:禁止生殖性克隆人,堅持四不原則(不贊成、不允許、不支持、不接受任何生殖性克隆人實驗),不反對治療性克隆人。【詳解】A、通過基因組編輯技術(shù)定向改造特定基因制造“設(shè)計完美嬰兒”,會造成生物技術(shù)安全與倫理問題,A正確;B、iPS細(xì)胞被稱為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞,可以誘導(dǎo)分化成其他種類細(xì)胞,并不能成為完整的有機(jī)體,因此不具有全能性,ES細(xì)胞名為胚胎干細(xì)胞,存在早期胚胎中,具有分化成成年動物體內(nèi)的任何一種類型的細(xì)胞并進(jìn)一步形成集體的所有組織和器官甚至個體的潛能,因此具有全能性,B錯誤;C、生殖性克隆是指通過克隆技術(shù)產(chǎn)生獨(dú)立生存的新個體。治療性克隆是指利用克隆技術(shù)產(chǎn)生特定的細(xì)胞、組織和器官,用它們來修復(fù)或替代受損的細(xì)胞、組織和器官,從而達(dá)到治療疾病的目的。兩者有著本質(zhì)的區(qū)別,生殖性克隆會面臨倫理問題,C錯誤;D、生物武器具有強(qiáng)大的傳染性和致病力,應(yīng)在任何情況下不發(fā)展、不生產(chǎn)、不儲存生物武器,并反對生物武器及其技術(shù)和設(shè)備的擴(kuò)散,但可以進(jìn)行生物技術(shù)的新研究,D錯誤。故選A?!咀兪?-1】生物技術(shù)給人類帶來了巨大改變,但生物技術(shù)也引發(fā)了一些爭議。下列敘述正確的是(
)A.禁止通過設(shè)計試管嬰兒提高人類體質(zhì)B.轉(zhuǎn)基因植物對生物多樣性無威脅。C.公開個人基因檢測結(jié)果,不會引發(fā)基因歧視D.人類可以在一定的戰(zhàn)爭形勢下使用生物武器【答案】A【分析】轉(zhuǎn)基因植物可能對生物多樣性構(gòu)成潛在風(fēng)險。理由是:①轉(zhuǎn)基因植物可能逃逸至種植區(qū)外,成為野生種或雜草;②轉(zhuǎn)基因植物競爭力強(qiáng),可能演變?yōu)椤叭肭滞鈦砦锓N”;③外源基因與細(xì)菌或病毒雜交,可能產(chǎn)生有害病原體;④雜草可能獲得抗除草劑基因,成為“超級雜草”?!驹斀狻緼、通過設(shè)計試管嬰兒提高人類體質(zhì)可能會造成生物技術(shù)安全與倫理問題,應(yīng)禁止,A正確;B、轉(zhuǎn)基因植物競爭能力強(qiáng),可能成為“入侵的外來物種”,會給生物多樣性帶來威脅,B錯誤;C、基因檢測有利于人們的疾病診斷和治療,有利于某些疾病的發(fā)現(xiàn)和預(yù)防,但公開個人基因檢測結(jié)果,可能會引發(fā)基因歧視,C錯誤;D、任何情況下,我國都禁止使用生物武器,D錯誤。故選A??茖W(xué)家利用4種關(guān)鍵基因的轉(zhuǎn)錄因子,將它們導(dǎo)入人的成纖維細(xì)胞,從而生成iPS細(xì)胞。這些iPS細(xì)胞能夠進(jìn)一步分化為神經(jīng)元、胰島細(xì)胞和肝細(xì)胞等多種組織細(xì)胞。以下為實驗示意圖,下列說法中錯誤的是(
)。
A.該過程在使用組織細(xì)胞進(jìn)行疾病治療時存在致癌風(fēng)險。B.為確保將iPS細(xì)胞分化出的組織細(xì)胞安全移植回患者體內(nèi),需預(yù)先注射免疫抑制劑。C.我國科學(xué)家成功利用4種小分子化合物誘導(dǎo)小鼠的成纖維細(xì)胞形成iPS細(xì)胞D.該技術(shù)可以用于克隆人,故需要嚴(yán)格監(jiān)控與審查【答案】B【分析】近年來,干細(xì)胞研究取得了顯著進(jìn)展。繼外國科學(xué)家通過4種轉(zhuǎn)錄因子誘導(dǎo)人成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化為iPS細(xì)胞之后,我國科學(xué)家進(jìn)一步采用4種小分子化合物成功誘導(dǎo)小鼠成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)閕PS細(xì)胞(亦稱化學(xué)誘導(dǎo)多能干細(xì)胞)。該技術(shù)在一定程度上規(guī)避了使用特定轉(zhuǎn)錄因子誘導(dǎo)iPS細(xì)胞可能引發(fā)的致癌風(fēng)險。科學(xué)家已成功利用iPS細(xì)胞克隆出活體小鼠?!驹斀狻緼、iPS細(xì)胞作為干細(xì)胞,其在臨床應(yīng)用中仍面臨挑戰(zhàn),如潛在的腫瘤風(fēng)險,A正確。B、iPS細(xì)胞源自病人的體細(xì)胞,移植回患者體內(nèi)理論上可避免免疫排斥,無需使用免
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